風機盤管加新(xīn)風系統的設計
發布時間：2019.01.23

    風機盤管機組、室内熱濕比和新(xīn)風三者之間的相互關系，指出常規設計方法在實際設計中(zhōng)很(hěn)難獲得滿意的結果，并提出了一種風機盤管加新(xīn)風系統的設計方法。
　　關鍵字風機盤管新(xīn)風設計風機盤管加獨立新(xīn)風系統是目前應用(yòng)廣泛的一種空調形式，旅館建築的客房、寫字樓的辦(bàn)公(gōng)間、醫(yī)院病房等大都采用(yòng)這種系統，有(yǒu)些設計者還把它應用(yòng)到餐廳、茶座、KTV包房等場合。不同的房間功能(néng)，其空調負荷特性是不同的，即所要求的室内熱濕過程是不同的。但目前設計人員設計時，通常隻根據負荷大小(xiǎo)來選取風機盤管，根據推薦的新(xīn)風處理(lǐ)終狀态來對新(xīn)風進行處理(lǐ)~，而并未顧及是否真正滿足室内空氣處理(lǐ)過程的要求。雖然，有(yǒu)關手冊、教科(kē)書、期刊上有(yǒu)很(hěn)多(duō)關于風機盤管加新(xīn)風系統的各種處理(lǐ)過程分(fēn)析，但均較少考慮到風機盤管的熱濕能(néng)力，而且設計時可(kě)操祚性較差，因而也很(hěn)難真正應用(yòng)到設計中(zhōng)進行必要的計算。本文(wén)拟從風機盤管對空氣處理(lǐ)的熱濕過程和新(xīn)風處理(lǐ)終狀态對室内熱濕比的影響兩個方面進行分(fēn)析，從而得出一種較為(wèi)合理(lǐ)可(kě)行的風機盤管加新(xīn)風系統設計方法。
　　一、風機盤管空氣處理(lǐ)過程的熱濕比過程的熱濕比Erc呢(ne)，可(kě)根據風機盤管的樣本，按照己确定的室内設計參數、冷水水溫和流量及風機盤管的運轉檔次，得風機盤管的全熱冷量Qt和顯熱冷量Qs，則風機盤管空氣處理(lǐ)過程的熱濕比為(wèi)：不同型号的風機盤管，在不同檔次運轉時，對于不同的室内溫、濕度條件，在不同的冷凍水水溫與流量下，風機盤管的熱工(gōng)性能(néng)（即其提供的冷量和除濕能(néng)力）是不同的。如何求得風機盤管對空氣處理(lǐ)但僅有(yǒu)少數廠家的樣本中(zhōng)有(yǒu)較詳細的風機盤管多(duō)工(gōng)況熱工(gōng)性能(néng)數據，而大多(duō)數廠家的樣本僅有(yǒu)标準工(gōng)況（進口空氣幹球溫度1：1.=27‘（：，濕球溫度1.=19.5'進0水溫1；11.=71，進出口溫差5-下的風機盤管的熱工(gōng)性能(néng)數據，不能(néng)滿足多(duō)工(gōng)況多(duō)的要求。筆(bǐ)者通過對Carrier風機盤管的熱工(gōng)性能(néng)數據（四種型号：002型、003型、004型、006型，分(fēn)别在六種水溫：510C，四種水流量和十一種溫、濕度條件下，約2000多(duō)個數據）進行整理(lǐ)和分(fēn)析，運用(yòng)多(duō)元回歸的數學(xué)方法得出如下的風機盤管全熱冷量、顯熱冷量方程：；Qs，風機盤管在使用(yòng)工(gōng)況、标準工(gōng)況下的顯熱冷量：G，G0風機盤管在使用(yòng)工(gōng)況、标準工(gōng)況下的水流量，kg/s；V，V-風機盤管在使用(yòng)工(gōng)況、标準工(gōng)況下的風量，mVs；tl0風機盤管在使用(yòng)工(gōng)況、标準工(gōng)況下的空氣進口幹球溫度，C；tsl，tsl0風機盤管在使用(yòng)工(gōng)況、标準工(gōng)況下的空氣進口濕球溫度，c：twl，tmo風機盤管在使用(yòng)工(gōng)況、标準工(gōng)況下的冷水進口溫度，I：。
　　eFC=2500/認為(wèi)，應以風機盤管隻承擔變化冷負荷（圍護結構冷負荷）、新(xīn)風機組除承擔新(xīn)風負荷外還承擔穩定冷負荷（人員、照明負荷）為(wèi)基準來确定新(xīn)風終态，即終狀态點。認為(wèi)，當分(fēn)散設置新(xīn)風系統，控制點多(duō)L7 m1時，新(xīn)風宜處理(lǐ)至L1；當集中(zhōng)設置新(xīn)風系統，控制點少時，新(xīn)風宜處理(lǐ)至L3.根據新(xīn)風機組冷水溫度與風機盤管冷水溫度一緻，而且當關閉風機盤管隻送新(xīn)風時，室内溫、濕度變化不大的原則，分(fēn)析得出L5為(wèi)合理(lǐ)的新(xīn)風終狀态。、也都從不同的角度（室外氣象條件、内外分(fēn)區(qū)）進行了分(fēn)析，認為(wèi)L6，L7較好，這樣新(xīn)風承擔室内濕負荷，風機盤管可(kě)作(zuò)幹工(gōng)況運行，避免了凝結水盤長(cháng)期潮濕引起的衛生問題，盤管肋片不易積塵而減少了清洗工(gōng)作(zuò)量。設計手冊中(zhōng)也認為(wèi)1點最合理(lǐ)，風機盤管為(wèi)幹工(gōng)況，承擔負荷小(xiǎo)，可(kě)選小(xiǎo)一型号。但筆(bǐ)者認為(wèi)風機盤管是否作(zuò)幹工(gōng)況運行與新(xīn)風無關。當風機盤管的析濕系數=1時，風機盤管對空氣處理(lǐ)過程的熱濕Ksre=，風機盤管處于幹工(gōng)況；當>1時，sF，風機盤管處于濕工(gōng)況。由公(gōng)式（4）可(kě)知，風機盤管對空氣處理(lǐ)過程的熱濕僅與空氣進口溫、濕度條件、冷水水溫、水流量和風量有(yǒu)關，當新(xīn)風直接送入室内時，于新(xīn)風無關，即風機盤管幹、濕工(gōng)況與新(xīn)風無關。在舒适性空調的室内設計參數範H内，風機盤管的幹工(gōng)況要求較高的冷水水溫，而水溫升高，風機盤管提供的冷量将下降。例如，室内設計參數tN=25'C、cpN=50%，标準水量，高檔風量時，隻有(yǒu)冷水水溫高于11.5X：，風機盤管才為(wèi)幹工(gōng)況；而此時風機盤管的冷量僅是冷水水溫為(wèi)7‘C（其它不變）時風機盤管冷量的60%.雖然風機盤管負擔部分(fēn)室内負荷，但其提供的冷量減少很(hěn)多(duō)。可(kě)能(néng)風機盤管非但不能(néng)選小(xiǎo)一型号，反而要求選大一号，使得造價提高和安(ān)裝(zhuāng)不便。
　　以上這些作(zuò)法~雖然考慮了諸如冷水度的一緻、控制和運行調節、内外分(fēn)區(qū)、風機盤管接近幹工(gōng)況運行等因素。但均隻考慮了按風機盤管所提供的焓差（即全熱冷量），而沒有(yǒu)綜合考慮風機盤管的降溫、除濕能(néng)力，即風機盤管對空氣處理(lǐ)過程的熱濕比eFe.往往造成水不同熱濕性質(zhì)的房間（如旅館客房、餐廳），采用(yòng)同樣的風機盤管運行參數和相同的新(xīn)風終狀态，這顯然不能(néng)滿足要求。室内熱濕過程的不同，及不同的新(xīn)風處理(lǐ)終狀态，其要求的風機盤管提供的冷量和空氣處理(lǐ)過程是不一樣的。從理(lǐ)計中(zhōng)，很(hěn)少有(yǒu)人去校核風機盤管mere是否符合要求，而隻注意其總冷量是否滿足要求，也很(hěn)少有(yǒu)人真正考察風機盤管空調的房間内室内狀态（主要是濕度）是否達到要求。
　　三、風機盤管加新(xīn)風系統設計的e值比較法在中(zhōng)，風機盤管往往是按冷負荷進行選擇的，隻考慮風機盤管處理(lǐ)焓差（全熱冷量）是否大于冷負荷，而不考慮風機盤管的除濕能(néng)力，不考慮風機盤管對空氣的處理(lǐ)過程是否滿足室内設計所需的處理(lǐ)過程。對新(xīn)風終參數的選擇也抛開風機盤管的熱工(gōng)性能(néng)，僅從前述的一些非主要因素來分(fēn)析。
　　果全熱處理(lǐ)能(néng)力的裕量>顯熱處理(lǐ)能(néng)力的裕量，那麽潛熱處理(lǐ)能(néng)力必有(yǒu)裕量；如果全熱處理(lǐ)能(néng)力的裕量<顯熱處理(lǐ)能(néng)力的裕量，那麽必要校核潛熱處理(lǐ)能(néng)力是否足夠。“該方法考慮了風機盤管的除濕能(néng)力，但過于簡單。
　　筆(bǐ)者認為(wèi)，對風機盤管加新(xīn)風系統的設計及設備選擇，必須綜合考慮室内熱濕過程、新(xīn)風終參數和風機盤管熱工(gōng)性能(néng)這三者之間的關系。這裏提出了一種風機盤管加新(xīn)風系統的設計選擇方法，沿用(yòng)中(zhōng)的提法，仍稱作(zuò)s值比較法。即比較室内所需的熱濕比與風機盤管對空氣處理(lǐ)過程的熱濕比，使二者相近。
　　設新(xīn)風處理(lǐ)到狀态點L（L點在等相對濕度線(xiàn)仇上，根據新(xīn)風機組隊為(wèi)95%或90%），參見表1.己知：f新(xīn)風處理(lǐ)終狀态點參數表1考慮新(xīn)風的室内廄合熱濕比為(wèi)：為(wèi)随着新(xīn)風狀态點的變化，室内綜合熱濕比f的變化示意。從中(zhōng)可(kě)以看出，随着新(xīn)風溫度的降低，室内綜合熱濕比，變大；當新(xīn)風狀态點為(wèi)室内熱濕比f線(xiàn)與cpt的交點時，=當新(xīn)風狀态點為(wèi)17點（新(xīn)風負擔室内濕負荷）當f時，室内的溫、濕度将發生變化。假設風機盤管提供的冷量正好滿足室内熱負荷和新(xīn)風負荷之和，且不考慮房間的熱容和濕容。當￡￡>（；時，相當于濕負荷小(xiǎo)、要求高熱濕比（如旅館客房），而新(xīn)風處理(lǐ)終狀态點偏低的情況，如，室内的溫、濕度将向幹、熱方向變化。當"〈f/時，相當于濕負荷大、要求低熱濕比（如餐廳），而新(xīn)風處理(lǐ)終狀态點偏高的情況，如，室内的溫、濕度将向冷、濕方向變化。
　　s值比較法即為(wèi)通過沿隊線(xiàn)改變新(xīn)風處理(lǐ)終狀态點L，使室内綜合熱濕比與風機盤管對空氣處理(lǐ)過程的熱濕比相近，即有(yǒu)：由分(fēn)析可(kě)知，當室内熱濕比f較大（如旅館客房）時，應選較高的新(xīn)風終狀态點，如l2，l3a，使而當室内熱濕比f較小(xiǎo)（如餐廳）時，應選較低的新(xīn)風終狀态點，如l6，l7a，使。當然由公(gōng)式（6）可(kě)知，也可(kě)通過調整新(xīn)風量來改變但衆所周知，新(xīn)風量的調整是有(yǒu)限的。；可(kě)由公(gōng)式（1）或公(gōng)式（4）求得。考慮到負荷變化和運行調節，對室内餘熱量減小(xiǎo)、餘濕量不變（旅館客房）的情況，應有(yǒu)對室内餘熱量不變、餘濕量減小(xiǎo)（餐廳）的情況，應有(yǒu)由上述分(fēn)析可(kě)知，風機盤管加新(xīn)風系統的設計可(kě)分(fēn)為(wèi)以下四個步驟：1、确定新(xīn)風終參數。根據舒适性或工(gōng)藝要求，合理(lǐ)确定室内設計溫、濕度參數，計算出室内冷負荷和濕負荷；根據冷源和冷水系統确定風機盤管的水溫和水流量；因設計計算出的冷負荷己是考慮了最不利情況的最大負荷，且風機盤管選型時将考慮修正，故按高檔風量進行設計；應用(yòng)S值比較法，參照表1中(zhōng)新(xīn)風終參數的數據，通過試算，選擇适合的新(xīn)風終狀态點，使其滿足公(gōng)式（7）。
　　2、風機盤管選型。按照風機盤管全熱冷量大于等于室内熱負荷與新(xīn)風帶進室内的熱負荷之和，艮P：a修正系數，考慮機組的盤管用(yòng)後積垢積塵對傳熱的影響；僅冷卻使用(yòng)：a此外，這裏認為(wèi)所選風機盤管的機外餘壓應當足以克服風機盤管進出口等的風阻力。當進出口的阻力大于風機盤管的機外餘壓時，則風量與冷量都會下降，選擇時還應考慮這些影響（将在另文(wén)中(zhōng)論述）。
　　3、風量校核。對夏季舒适性空調，規範中(zhōng)規定送風溫差不宜大于ior，換氣次數不少于每小(xiǎo)時5次。
　　所以風機盤管的風量應按房間換氣次數不少于每小(xiǎo)時5次進行校核。或者按射流理(lǐ)論進行氣流組織分(fēn)析。
　　4、新(xīn)風機組選擇。由己知的總新(xīn)風量和室外氣象條件（新(xīn)風初參數）以及前述确定的新(xīn)風終參數和冷水水溫，按照表面式冷卻器的熱工(gōng)計算方法，進行新(xīn)風機組選型設計，得出新(xīn)風機組的型号、台數、冷卻盤管的排數。一個新(xīn)風系統通常是負擔若幹個房間的新(xīn)風供應，不可(kě)能(néng)根據每個房間來進行設計。
　　隻能(néng)根據其中(zhōng)的典型房間來進行設計，該典型房間應能(néng)代表該新(xīn)風系統中(zhōng)大多(duō)數房間的負荷特征。
　　1、确定新(xīn)風終參數（1）、己知風機盤管選用(yòng)7t：冷水水溫，标準水流量G風機盤管對空氣處理(lǐ)的熱濕比=250/=11468k/kg客房室内熱濕比：經試算，确定新(xīn)風終狀态點為(wèi)隊=90%，室内綜合熱濕比= 2、風機盤管選型Carrier風機盤管004型的标準全熱冷量為(wèi)3300kcal/h=3838ww，計算其在題設工(gōng)況下的全熱冷量：3、風量校核：004型Carrier.風機盤管高檔風量為(wèi)680irVh，中(zhōng)檔風量為(wèi)470mVh，經計算高檔風量時換氣次數為(wèi)7.6次/h，中(zhōng)檔風量時換氣次數為(wèi)5.2次/h滿足要求。
　　4、新(xīn)風機組選擇（略）五、結語風機盤管是一種定型産(chǎn)品，其熱濕能(néng)力僅與進口空氣參數、風量、冷凍水水溫和水流量有(yǒu)關。
　　空調設計時，雖然可(kě)通過調整上述參數來改變風機盤管的熱濕能(néng)力，但這種改變是很(hěn)有(yǒu)限的。然而，風機盤管作(zuò)為(wèi)半集中(zhōng)空調系統的末端裝(zhuāng)置被應用(yòng)于各種場合，不同的場合要求不同的熱濕過程，這樣隻能(néng)通過對新(xīn)風終參數的調整來滿足設計要求。一般地，室内熱濕比高，如旅館客房，要求新(xīn)風溫度高；室内熱濕比低，如餐廳，要求新(xīn)風溫度低。